Datação por radiocarbono de sedimentos ou solo

A datação de amostras de sedimentos pode ser realizada de três maneiras:

“Fração de material orgânico bruto do sedimento” – O material datado é a fração orgânica que permanece depois que o sedimento é peneirado a < 180 mícrons para remover quaisquer raízes ou macrofósseis e, em seguida, lavado com ácido para remover carbonatos.

“Fração solúvel em álcali”, ou fração de ácido húmico – O sedimento é peneirado a < 180 mícrons para remover quaisquer raízes ou macrofósseis. Ele é lavado com ácido para remover carbonatos e tratado com álcali para tornar os ácidos húmicos solúveis e precipitá-los para a datação por AMS.

“Fração insolúvel em álcali”, ou fração de humina – O sedimento é peneirado a < 180 mícrons para remover quaisquer raízes ou macrofósseis. Em seguida, é lavado em ácido para remover carbonatos e, depois, é tratado com álcali para tornar os ácidos húmicos solúveis, os quais são eliminados. A datação é feita a partir da fração insolúvel em álcali.

Para amostras de sedimentos, o laboratório faz flutuação em água e peneiramento progressivo, com peneiras de 225, 180 e então de 125 mícrons, para verificar a presença de macrofósseis que podem ser extraídos, como carvão, madeira, plantas, ossos, conchas e sementes.

Observação: O laboratório não faz a identificação do tipo exato de macrofóssil encontrado no sedimento. A identificação de macrofósseis requer o conhecimento de cientistas qualificados, como paleobotânicos para plantas, arqueólogos forenses para ossos ou paleontólogos para conchas.

Geralmente, é melhor datar os macrofósseis presentes, em vez do sedimento propriamente dito, pois este pode conter contaminantes. A maioria dos macrofósseis podem ser tratados com (1) ácido para remover carbonatos, e (2) álcali para remover ácidos húmicos que podem estar presentes no sedimento. Os ácidos húmicos provêm do apodrecimento de plantas. As água da chuva, de superfície ou contidas no próprio sedimento podem transportar ácidos húmicos para cima ou para baixo ao longo do perfil sedimentar, trazendo carbono mais recente ou antigo para diferentes camadas.

Na maioria dos casos, os ácidos húmicos se deslocam para baixo e fazem com que o sedimento subjacente pareça mais recente (com grande ou pequeno viés). Isso costuma acontecer com a maioria dos sedimentos de alto teor orgânico (coloração preta ou marrom escuro), assim como em sedimentos que não foram bem drenados e provém de lagoas (inclusive pântanos, turfeiras e similares). Em regiões de pouca chuva, ou quando o sedimento foi bem drenado ou contém pouco carbono (coloração castanho claro ou cinza), é possível que os ácidos húmicos não representem um problema significativo. Nesses casos, quando datamos tanto o sedimento quanto a parte vegetal nele contida, as datas costumam ser muito semelhantes. Isso mostra que, às vezes, não precisamos nos preocupar com os ácidos húmicos.

Quando sedimentos fornecem idades mais antigas do que a planta (macrofóssil), geralmente há duas razões possíveis:

1. Houve a invasão de restos de plantas (entraram no sedimento mais antigo, talvez devido à erosão ou a longos períodos de pouco ou nenhum desenvolvimento do solo), ou

2. O sedimento obteve seu carbono durante sua formação, parcial ou totalmente, a partir de uma fonte mais antiga (reformulação ou redeposição de sedimentos já depositados de vertentes ascendentes devido a inundações, movimentos de massas ou outros processos físicos).

Geralmente, datações obtidas através das análises de plantas são mais confiáveis, pois elas normalmente representam um evento mais singular. As plantas têm vida relativamente curta em comparação com o tempo de formação do sedimento.

A datação da fração de CaCO3 em sedimentos é comum, mas pode ser problemática se a origem do carbonato não for clara. O carbonato em sedimentos pode prover do desenvolvimento natural de nódulos de carbonato (conhecidos como carbonatos pedogênicos) ou do movimento de carbonatos dissolvidos de formações geológicas (como pedra calcária, marga e outros minerais) redepositados no sedimento.

A geoquímica sedimentar é muito complexa e pode mudar de uma região para a outra, até mesmo em pequenas distâncias. Geralmente, recomenda-se datar os macrofósseis encontrados sempre que possível, desde que o pesquisador acredite que os macrofósseis estivessem in-situ e não cresceram a partir das camadas sobrepostas, como raízes. Se macrofósseis forem encontrados na amostra, o laboratório informará o pesquisador, que poderá decidir se deseja datar os macrofósseis ou o sedimento. Em alguns casos, aconselha-se datar os dois separadamente para verificar qual deles produz o melhor resultado, ou seja, o mais confiável. Isso pode ser útil quando se data um testemunho grande ou uma sequência de testemunhos.

Os sedimentos tratados com álcali para a extração de ácidos húmicos (e cujas frações de humina e ácido húmico passam a ser datadas) às vezes geram resultados problemáticos, dependendo da geoquímica de solo localizada. As extrações alcalinas em sedimentos removem todo carbono solto solúvel em álcali. A fonte desse carbono pode ser de ácidos húmicos ou fúlvicos mais recentes ou de carbono lábil mais antigo solúvel em álcali.

Muitas vezes, dependendo da concentração de argila e se há ácidos húmicos ou fúlvicos mais recentes ou antigos ligados às partículas de argila, as extrações alcalinas podem remover o carbono original ou lábil mais antigo primeiro, e deixar para trás os ácidos húmicos e fúlvicos mais recentes ligados à argila, ou vice-versa.

Às vezes, pesquisadores supõem que ao realizar uma extração alcalina, a idade do sedimento sempre será mais antiga e, portanto, mais precisa. No entanto, muitas vezes o que acontece é o contrário; o sedimento extraído com álcali produz uma data mais recente por causa dos fatores explicados acima.

Recomendação do Beta Analytic:

Quando são solicitadas extrações alcalinas e datações de sedimentos ou frações húmicas ou de humina, o laboratório recomenda que o pesquisador considere obter três datas para pelo menos uma amostra antes de datar uma grande quantidade de amostras, desde que todas submetidas para análise sejam da mesma área deposicional e tenham a mesma geoquímica.

As três datações sugeridas são: uma da fração de material orgânico bruto do sedimento, lavado com ácido e peneirado; uma da fração de ácido húmico ou da fração solúvel em álcali; e uma da fração de humina ou fração insolúvel em álcali. Com as três datações, o pesquisador pode comparar os resultados e verificar se uma ou outra fração faz mais sentido. Assim, pode usar o melhor resultado como referência para datar as demais amostras de sedimentos retirados da mesma área.

Se isso não for financeiramente viável, ou se o pesquisador tiver datado sedimentos da mesma área de coleta previamente, baseando-se nas frações húmicas ou huminas, talvez não seja necessário realizar as três datações. Cabe ao pesquisador determinar o que é melhor para a sua pesquisa.